Effekten av kostnitrat på blodtryck, insulinkänslighet och kärlfunktion vid typ 2-diabetes

Dubbelblind, randomiserad placebokontrollstudie, med crossover-design som jämför effekten av rödbetsjuice (rik på nitrat) med placebo (nitratutarmad rödbetsjuice) på blodtryck, endotelfunktion och insulinkänslighet hos patienter med typ 2-diabetes. Friska åldersmatchade försökspersoner kommer att få blodtrycksmätning.

Undersökningsplan: Studera resultatmätningar.

Blodtrycket mäts med ambulatorisk blodtrycksövervakning (Spacelabs) under 24 timmar.

Urinalbuminutsöndringshastighet: i prover över natten med standardtekniker för radioimmunanalys.

Urinnitratutsöndring kommer att användas som ett mått på vidhäftning och kommer att mätas med en HPLC-analys som nyligen utvecklats vid St. Luke's i professor Winyards laboratorium.

Mikrovaskulär endotelfunktion utvärderad genom jontofores av en endotelberoende (acetylkolin, ACh) och -oberoende (natriumnitroprussid, SNP) vasodilator och övervakning av perfusionssvar med laserdopplerperfusionsavbildning intraindividuell variationskoefficient är 12 % för Ach och 18,7 % för SNP.

Post-ocklusiv reaktiv hyperemi: En laserdopplersond kommer att fästas på underarmens insida eller fotryggen och blodflödet kommer att mätas under 5 minuter. Efter detta blåses en blodtrycksmanschett snabbt upp till 200 mmHg i 5 minuter för att blockera blodflödet. Vid slutet av 4 minuters ocklusion kommer manschetten snabbt att tömmas och blodflödet registreras i 10 minuter efter frisläppandet. Denna procedur stimulerar mikrokärl att vidgas med en åtföljande ökning av blodflödet. Analys involverar detaljerad undersökning av formen på blodflödeskurvan för att kategorisera den i ett av tre alternativ: normal; tidig dominant topp och tidig icke-dominant topp.

Optisk reflektansspektroskopi (ORS) ORS är en icke-invasiv teknik som direkt mäter både förändringar i blodvolym och syresättning av hudens mikrocirkulation. Synligt ljus som passerar genom huden dämpas delvis av koncentrationen av oxi- och deoxihemoglobin. Om man antar att ljusdämpningen genom spridning förblir konstant, kan förändringar i koncentrationen av oxi- och deoxihemoglobin beräknas från de uppmätta förändringarna i ljusdämpning vid olika våglängder när det färdas genom huden.

Skin Maximum Hyperemi (MH): Ett område av den dorsala delen av höger fot och den ventrala delen av underarmen, fritt från synliga vener eller hudskador, kommer att värmas upp till en temperatur på 42C i 30 minuter med en liten mässingsvärmare av 1 cm i diameter (Moor Instruments, Axminster, Devon, U.K.) och det maximala blodflödessvaret mäts med laserdopplertekniker (enpunkts- eller laserdopplerperfusionsbildapparat. Den genomsnittliga intraindividuella variationskoefficienten för mätning av maximalt blodflöde är 6,6 % bestämt från 2 försökspersoner vid 5 separata tillfällen. Med denna teknik har utredarna tidigare observerat förändringar i hudens maximala hyperemi med typ 2-diabetes och hos kvinnor med en tidigare historia av graviditetsdiabetes.

Nära-infraröd spektroskopi (NIRS). NIRS är en icke-invasiv teknik som bedömer förändringen i blodvolymen och syresättningen av mikrocirkulationen i olika vävnadsbäddar inklusive muskler och hjärna. Den fungerar enligt samma principer som ORS förutom att den använder en nära-infraröd ljuskälla istället för synlig ljus. Eftersom nära-infrarött (760 - 840 nm) har en längre våglängd än synligt ljus sprids det mindre och därför har det ett ökat penetrationsdjup som gör att det kan bedöma syresättningen i muskeln eller hjärnan där det kommer att användas i förhållande till vår bedömning av kognition.

. Insulinkänsligheten kommer att mätas i slutet av de två behandlingsfaserna med hjälp av en hyperinsulinemisk isoglykemisk klämma (en modifierad version av den hyperinsulinemiska euglykemiska klämman). En förberedd infusion med konstant hastighet av lösligt insulin (2,0 muk per min) kommer att administreras i 180 minuter och en infusion med variabel hastighet av 20 % glukos administreras för att upprätthålla isoglykemi. Det isoglykemiska börvärdet kommer att bestämmas genom att ta medelvärdet av två fastande blodsockermätningar som kommer att tas på dagen för vaskulär testning och före klämman. Insulininfusionen kommer att beredas i 45 ml 0,9 % NaCl och 5 ml av patientens blod för att förhindra adsorption av insulin till plastytor. Med 5 minuters intervall kommer 2 ml blodprov att samlas in från en dorsal handven. Under steady state beräknas M från glukosinfusionshastighet och seruminsulinkoncentration enligt en enkel matematisk formel.

Flödesmedierad vasodilatation används som ett mått på produktionen av endotelial kväveoxid till en standardstimulus (skjuvning). Som beskrivits tidigare och efter konsensusriktlinjer är perifert vaskulärt endotelberoende (dvs. NO-medierad) vasodilatation som svar på underarms reaktiv hyperemi kommer att bestämmas genom att mäta diameterförändringen av brachialisartären med hjälp av linjär array B-mode ultraljud och automatiserad kantdetekteringsprogramvara (MIA, Iowa, USA). Reaktiv hyperemi kommer att induceras genom ocklusion av blodflödet till den övre underarmen med en manschett uppblåst till 250 mmHg i 5 minuter följt av snabb tömning. Blodflödet under reaktiv hyperemi kommer att mätas med hjälp av ett ultraljudsdopplersystem för beräkning och analys av skjuvhastighetsstimulansen. Vaskulär endoteloberoende vasodilatation (intern kontroll) kommer att bestämmas av armartärens dilatation till sublingualt nitroglycerin (0,4 mg). Den intraindividuella variationskoefficienten för flödesmedierad dilatation är 8,1 %.

VO2 max-testning: Statiska cykelträningstester kommer att utföras för att bestämma syreupptagningskinetik under submaximal träning och maximal syreupptagning med standardprocedurer. Under träningstesterna kommer nära infraröd spektroskopi att användas för att mäta förändringarna i muskeloxi, deoxi och totalt hemoglobin som åtföljer träning.

Kognitiv funktionstestning: Med hjälp av E-prime-programmet (Psychology Software Tools inc) kommer en 30-minuters uppsättning kognitiva funktionstester att utformas. Patienten kommer att genomföra dessa enkla tester på en bärbar dator under acklimatiseringsperioden

Plasmanitrit- och nitratavproteiniserade prover kommer att analyseras för nitrit- och nitratkoncentrationer med en Sievers kväveoxidanalysator (Sievers NOA 280i, Analytix Ltd, Durham, Storbritannien) och en modifiering av vår tidigare kemiluminescensteknik